Дезинтегратор пластовых вод

 

Изобретение предназначено для разрушения гидратных оболочек вокруг пузырьков углеводородов при очистке пластовых вод с выработкой белково-витаминной добавки в корм скоту и птице. Дезинтегратор содержит цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, размещенный по оси корпуса ротор с глухими впадинами, взаимодействующими с впадинами корпуса через жидкостной кольцевой канал. Нагнетательный патрубок сообщен с раструбом улитки, плоская часть которой сообщена с трубой, перпендикулярной к плоской части улитки. Внутри трубы размещена плоская спираль, входящая одним концом в полость плоской части улитки, а другим концом в полость барабана с присоединением ниже оси барабана, диаметр которого превышает диаметр трубы. Барабан выполнен с патрубком отвода газообразных углеводородов в верхней части и отводом, сообщающим барабан с биофильтром, включающим корпус с патрубками, выполненный с провальными перфорированными перегородками, образующими секции, в которых на перегородках размещена абразивная зернистая насадка. Секции корпуса под перегородками сообщены тангенциальными патрубками с нагнетателем воздуха. Нижний патрубок биофильтра через микрофильтр с нежесткой фильтровальной перегородкой сообщен с пресс-фильтром, сушилкой и сборником белково-витаминной добавки. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы дезинтегратора при добыче углеводородных газов из пластовых вод нефтегазовых бассейнов. 3 ил.

Изобретение относится к разрушению гидратных оболочек вокруг пузырьков углеводородов при очистке пластовых вод с выработкой белково-витаминной добавки /БВД/ в корм скоту и птице на предприятиях агропромышленного комплекса /АПК/.

Известен дезинтегратор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, размещенный по оси корпуса ротор с глухими впадинами, взаимодействующими с впадинами корпуса через жидкостной кольцевой канал /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1993/, недостатком которого является низкая степень разрушения гидратных оболочек вокруг пузырьков углеводородов, что снижает эффективность его работы при добыче углеводородных газов из пластовых вод нефтегазовых бассейнов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы достигается тем, что нагнетательный патрубок сообщен с раструбом улитки, плоская часть которой сообщена с трубой, перпендикулярной плоскости улитки, а во внутренней полости трубы размещена плоская спираль, входящая одним концом в полость плоской части улитки, а другим в полость барабана, превышающего по диаметру диаметр трубы, с присоединением ниже оси барабана, выполненного с патрубком отвода газообразных углеводородов в верхней части, а под ним в стенке барабана, выше его оси выполнен отвод, сообщающий барабан с биофильтром, включающим корпус с технологическими патрубками, выполненный с провальными перфорированными перегородками /ППП/, образующими секции, в которых на ППП размещена абразивная зернистая насадка /АЗИН/, а секции под ППП сообщены тангенциальными патрубками с нагнетателями воздуха, а нижний патрубок биофильтра через микрофильтр с нежесткой фильтровальной перегородкой сообщен с пресс-фильтром, сушилкой и сборником белково-витаминной добавки /БВД/.

При выбросе воды из впадин ротора в них создается разрежение и в жидкостном поршне возникают пузырьки пара, которые конденсируются во впадинах корпуса. Объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого он образовался, и во впадинах корпуса возникают пустоты /полости/, которые с гидравлическими ударами заполняются порциями воды из жидкостного кольцевого канала. Гидравлические удары разрушают гидратные оболочки вокруг пузырей углеводородов, освобождая газ. Кратность перехода пластовой воды из впадин ротора через жидкостной кольцевой канал во впадины корпуса определяется гидравлическими сопротивлениями улитки труб с плоскими спиралями и гидравлическим сопротивлением барабана. Окончательное разрушение оболочек вокруг газовых пузырьков углеводородов происходит в биофильтре под воздействием АЗИН. Таким образом проявляется достижение цели изобретения - разрушение /дезинтеграция/ гидратных оболочек на пузырьках углеводородов.

На фиг. 1 схематически показан дезинтегратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Пластовые воды нефтегазового бассейна поступают из скважины /на чертеже не показана/ в дезинтегратор, содержащий корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, размещенный по оси цилиндрического корпуса 1 ротор 4 с глухими впадинами 5, взаимодействующими с впадинами 6 корпуса 1 через жидкостной кольцевой канал 7. Нагнетательный патрубок 3 сообщен с раструбом 8 улитки 9, плоская часть 10 которой сообщена с трубой 11, перпендикулярной к плоской части 10 улитки 9, а во внутренней полости трубы 11, размещена плоская спираль 12, входящая одним концом в полость плоской части 10 улитки 9, а другим концом в полость барабана 13, превышающего по диаметру диаметр трубы 11, с присоединением ниже оси барабана 13, выполненного с патрубком 14 отвода газообразных углеводородов в верхней части, а под ним в стенке барабана 13 выше его оси выполнен отвод 15, сообщающий барабан 13 с биофильтром 16, включающим корпус 17 с технологическими патрубками 18 и 19, выполненный с ППП 20, образующими секции 21, в которых на ППП 20 размещена АЗИН 22, а секции 21 корпуса 17 под ППП 20 сообщены тангенциальными патрубками 23 с нагнетателями воздуха 24, а нижний патрубок 19 биофильтра 16 через микрофильтр 26 с нежесткой фильтровальной перегородкой 27 сообщен с пресс-фильтром 28, сушилкой 29 и сборником 30 БВД.

Пластовые воды, содержащие газообразные углеводороды, поступают во всасывающий парубок 2 корпуса 1 в жидкостной кольцевой канал 7. При вращении ротора 4 под действием центробежной силы происходит выброс воды из глухой впадины 5. Жидкостной поршень, перемещающийся по впадине 5 создает разрежение и в воде появляются пузырьки пара, попадая через жидкостной кольцевой канал 7 во впадины 6 корпуса 1 пузырьки пара конденсируются. Объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого он образовался, и во впадинах 6 возникают пустоты, причем центрами конденсации являются пузырьки газовых углеводородов. Вода с гидравлическими ударами заполняет пустоты и разрушает гидратные оболочки газовых пузырьков и газ смешивается с водой. Причем разрушения оболочек происходит многократно за время перемещения воды от всасывающего патрубка 2 и нагнетательному патрубку 3. Кратность всасываний воды из жидкостного кольцевого канала 7 во впадины 5 и выбросов во впадины 6 определяется гидравлическими сопротивлениями в улитке 9 в трубе 11 и между витками плоской спирали 12, в которых происходит укрупнение пузырьков в газовые объемы углеводов, отделяемых и отводимых через патрубок 14 из барабана 13. По патрубку 15 пластовые воды уходят на утилизацию в биофильтр 16. Пластовые воды помимо газообразных углеводов содержат жидкие и различные микроэлементы, которые необходимо удалить, выращиванием на их основе микроорганизмов. Особенностью пластовых вод является полное отсутствие в них микрофлоры. Для создания биоценоза биофильтр заселяют аэробами, которые образуют за счет иммобилизации /прилипания/ биопленку на АЗИН 22, т.е. необходима затравка, например, активным илом действующих очистных сооружений с биологическим способом очистки сточных вод. За счет АВТОСЕЛЕКЦИИ, часть микроорганизмов отмирает, а другая часть адаптируется к новым источникам питания с образованием биопленки на зернах АЗИН 22. Причем биоценоз развивается с учетом изменения источников питания по высоте биофильтра 16. Одновременно в микроорганизмах развивается СУКЦЕССИЯ, т.е. способность микрофлоры нижележащих слоев АЗИН 22 использовать в качестве источников питания продукты жизнедеятельности /метаболиты/ вышележащих микроорганизмов, развивающихся на АЗИН 22. Для насыщения воды кислородом воздуха из нагнетателей 24 его подают по тангенциальным патрубкам 23. Воздух обеспечивает подпор воде на перегородках 20 секций 21, т.е. вода проваливается при достижении уровня воды в секции, масса которой, а соответственно сила тяжести превышает напор, создаваемый нагнетателями 24. С нижней секции 25 через патрубок 19 вода со взвешенными в ней аэробами поступает в микрофильтр 26, где биомассу отделяют в поле центробежных сил на нежесткой фильтровальной перегородке 27, обезвоживают на пресс-фильтре 28, сушат в сушилке 29 и из сборника 30 направляют в корм скоту и птице из расчета 1 г на 1 кг живого веса. Вода из сборника 31 используется для гидросмыва и гидросплава навоза и помета.

По оценкам геологов в РФ в пластовых водах содержится до 4000 триллионов м³ газообразных углеводородов. Совмещение его добычи с выработкой БВД создает резерв выработки яйца, мяса, молока.

Формула изобретения

Дезинтегратор пластовых вод, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, размещенный по оси корпуса ротор с глухими впадинами, взаимодействующими с впадинами корпуса через жидкостной кольцевой канал, отличающийся тем, что нагнетательный патрубок сообщен с раструбом улитки, плоская часть которой сообщена с трубой, перпендикулярной к плоской части улитки, а во внутренней полости трубы размещена плоская спираль, входящая одним концом в полость плоской части улитки, а другим концом - в полость барабана, превышающего по диаметру трубы, с присоединением ниже оси барабана, выполненного с патрубком отвода газообразных углеводородов в верхней части, при этом под ним в стенке барабана выше его оси выполнен отвод, сообщающий барабан с биофильтром, включающим корпус с технологическими патрубками, выполненный с провальными перфорированными перегородками, образующими секции, в которых на провальных перфорированных перегородках размещена абразивная зернистая насадка, причем секции корпуса под провальными перфорированными перегородками сообщены тангенциальными патрубками с нагнетателем воздуха, а нижний патрубок биофильтра через микрофильтр с нежесткой фильтровальной перегородкой сообщен с прессфильтром, сушилкой и сборником белково-витаминной добавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3